RU1793397C

RU1793397C - Device for determining the damage degree of induction motor rotor squirrel-cage rods

Info

Publication number: RU1793397C
Application number: SU904891766A
Authority: RU
Inventors: Евгений Александрович Хагемейстер; Александр Владимирович Голговских
Original assignee: Кировский Политехнический Институт
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1993-02-07

Abstract

Использование: относитс к электроизмерительной технике и предназначено дл определени состо ни короткозамкнутых обмоток роторов асинхронных двигателей типа беличьей клетки. Сущность изобретени : устройство содержит 2 магнитопрово- да 1, 3, намагничивающую обмотку 2, измерительную обмотку 4, измерительный прибор 5, измерительный магнитопровод выполнен в виде трансформатора тока с замкнутым разъемным магнитопроводом, который устанавливаетс на контролируемый стержень в месте выхода стержн из паза. 2 ил.Usage: relates to electrical engineering and is intended to determine the state of short-circuited windings of rotors of asynchronous squirrel cage motors. SUMMARY OF THE INVENTION: the device comprises 2 magnetic cores 1, 3, a magnetizing winding 2, a measuring winding 4, a measuring device 5, and a measuring magnetic circuit made in the form of a current transformer with a closed detachable magnetic circuit that is mounted on a monitored rod at the place where the rod exits from the groove. 2 ill.

Description

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и предназначено дл оп- ределени состо ни короткозамкнутых обмоток роторов асинхронных двигателей, типа беличьей клетки. В известном изобретении , состо щем из первого и второго П- образных индукторов соответственно с возбуждающей и измерительными обмотками , прикладываемых к ротору над .повер в-, мым стержнем, пер.вый вывод возбуждающей обмотки подключен к первому выводу источника питани ,, ваттметра, через токовую обмотку которого второй вывод возбуждающей обмотки соединен со вторым выводом источника питани , а первый вывод измерительной обмотки через обмотку напр жени ваттметра соединен со вторым выводом указанной обмотки,The invention relates to electrical engineering and is intended to determine the state of short-circuited windings of rotors of induction motors, such as a squirrel cage. In the well-known invention, consisting of the first and second U-shaped inductors, respectively, with exciting and measuring windings applied to the rotor above the verified rod, the first output of the exciting winding is connected to the first output of the power supply, wattmeter, through the current winding of which the second output of the exciting winding is connected to the second output of the power source, and the first output of the measuring winding through the voltage winding of the wattmeter is connected to the second output of the specified winding,

Однако это устройство недостаточно чувствительно при определении поврежденных стержней у ротора с двойной беличьей клеткой , у котор.ы х в одном пазу лежат два стержн . Исправности одного из них достаточно, чтобы прибор не показывал обрыв другого стержн ./ :. However, this device is not sensitive enough when determining damaged rods at a rotor with a double squirrel cage, in which two rods lie in one groove. The serviceability of one of them is enough so that the device does not show the break of another rod ./:.

Цель изобретени -повышение точности определени степени повреждени стержней ротора с двойной беличьей клеткой .. : ..;.. . -: .- ; ... : . : The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the degree of damage to the rods of the rotor with a double squirrel cage ..: ..; ... -: .-; ...:. :

Поставленна цель достигаетс тем/что в устройстве дл определени места и степени повреждени стержней беличьей клетки-ротора асинхронного двигател , по А.С. по за вке № 4494729 реш. о выдаче А.С. от 27,12,89 г. измерительный -магнитопровод выполнен в виде трансформатора тока с замкнутым -магнитол роводом, при этом измерительный магнитопровод надеваетс на контролируемый стержень в месте выхода стержн из паза.This goal is achieved by the fact that in the device for determining the location and degree of damage to the rods of the squirrel cage-rotor of the induction motor, according to A.S. Application No. 4494729 dec. about the extradition A.S. from 27,12,89, the measuring-magnetic circuit is made in the form of a current transformer with a closed-circuit magnet wire, while the measuring magnetic circuit is put on a controlled rod at the place where the rod exits from the groove.

Предложенное устройство позвол ет повышать точность определени степени повреждени стержней ротора с двойной короткозамкнутой обмоткой за счет того, что позвол ет непосредственно измер ть активные потери в каждом из стержней ротора , лежащих в пазу, при нагрузке стержней большим током, позвол ющим вы вить скрытые дефекты. Степень дефекта стержн определ етс по показанию измерительного прибора, показывающего активные потери в стержне.The proposed device makes it possible to increase the accuracy of determining the degree of damage to rotor rods with a double short-circuited winding due to the fact that it allows direct measurement of active losses in each of the rotor rods lying in the groove when the rods are loaded with high current, which makes it possible to detect latent defects. The degree of defect of the rod is determined by the reading of a measuring device showing active losses in the rod.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - график показаний ваттметра от номера стержн .In FIG. 1 presents a diagram of the proposed device; in FIG. 2 is a graph of the meter readings from the number of the rod.

Устройство даостоит из следующих элементов: первого магнитопровода 1, на котором намотана намагничивающа обмотка 2, питаема переменным током от сети 220 В, второго магнитопровода 3, на котором намотана измерительна обмотка 4, измерительного прибора 5, в качестве которого используетс ваттметр 5, в токовую цепь которого включена измерительна обмоткаThe device consists of the following elements: the first magnetic circuit 1, on which the magnetizing winding 2 is wound, supplied with alternating current from a 220 V network, the second magnetic circuit 3, on which the measuring winding 4, measuring device 5, which uses a wattmeter 5, is wound into the current circuit whose measuring winding is turned on

4, а цепь напр жени подключена к источнику питани параллельно намагничивающей обмотке. Вторичной обмоткой первого и второго магнитол роводов вл ютс поочерёдно контролируемые стержни первой и4, and the voltage circuit is connected to a power source parallel to the magnetizing winding. The secondary windings of the first and second radio cassettes are alternately controlled rods of the first and

второй беличьих клеток ротора б.the second squirrel cells of the rotor b.

. Устройство работает следующим обраЗОМ ..; ; .. ;.Я :-. - ., /.., : / -- . . The device operates as follows ..; ; .. ;.I AM :-. -., / ..,: / -.

. Јна4д$аоьрё/ ёп 1отс дефектные стержн первой беличьей клетки ротора. Наматничивающий магнитопровод 1 устройства устанавливаетс последовательно над каждым стержнем ротора 7 асинхронного двигател и подключаетс к сети переменного тока напр жением 220 В. При этом измерительный магнитопровод надеваетс на контролируемый стержень в месте выхода. Јна4д $ аёрё / ёп 1отс defective rod of the first squirrel cage of the rotor. The magnetizing core 1 of the device is installed sequentially over each terminal of the rotor 7 of the induction motor and is connected to an alternating current network with a voltage of 220 V. In this case, the measuring magnetic core is put on the controlled rod at the exit point

стержн из паза (фиг. 1). Ток Н, протека поthe core of the groove (Fig. 1). Current N, flowing through

обмотке 2 первого индуктора 1, создает вwinding 2 of the first inductor 1, creates in

его магнитопроводе поток Фг, который охватывает стержень 7 и наводит в нем ток la. Этот ток; .в свою очередь, создает магнитный поток &2 в магнитопроводе второго индуктора 3. Под воздействием магнитного потока в обмотке 4 возникает ЭДС. Исправный стержень 7 имеет сопротивление, определённое поперечным сечением и удельным сопротивлением материала. Плохое качество соединени с кольцом, замыкающим все стержни, а также наличие в стержне поits magnetic circuit is a flux Фг, which covers the rod 7 and induces a current la in it. This current; . in turn, creates a magnetic flux & 2 in the magnetic circuit of the second inductor 3. Under the influence of the magnetic flux, an EMF appears in the winding 4. Serviceable rod 7 has a resistance determined by the cross section and specific resistance of the material. Poor connection with the ring that closes all the rods, as well as the presence in the rod along

вреждени в виде трещин и разрывов увеличивает сопротивление стержн тем больше, чем существеннее неисправность. Сопротивление стержн , имеющего разрыв, равн етс приблизительно бесконечности. При исправном стержне 7 ток la в стержне 7 максимален, т.к. сопротивление указанного стержн мало, следовательно, максимален магнитный поток Фг вмагнито- пр оводе второго индуктора 3. Следователь- но, максимальны ЭДС и ток з, наводимые магнитным потоком Фг в измерительной обмотке 4.damage in the form of cracks and tears increases the resistance of the rod the more, the more significant the malfunction. The resistance of a rod having a break is approximately infinity. With a working rod 7, the current la in the rod 7 is maximum, because the resistance of the indicated rod is small, therefore, the magnetic flux Φg is maximum in the magneto-drive of the second inductor 3. Therefore, the EMF and current h induced by the magnetic flux Φg in the measuring winding 4 are maximum.

00

Если стержень 7 имеет скрытый дефект, то его активное сопротивление больше сопротивлени исправного стержн , ток 12, протекающий через дефектный стержень 7, уменьшаетс , при этом меньшим будет магнитный поток Фг и ток 1з в обмотке 4. Если стержень 7 имеет обрыв, то ток 2 и ЭДС обмотки 4 равны нулю.If the rod 7 has a latent defect, then its active resistance is greater than the resistance of the working rod, the current 12 flowing through the defective rod 7 decreases, while the magnetic flux Фg and current 1z in the winding 4 are smaller. If the rod 7 has an open circuit, then current 2 and EMF of winding 4 are equal to zero.

Таким образом, чем серьезнее дефект стержн 7, тем больше его сопротивление, меньше ток 12, меньше ток 1з, наводимый вThus, the more serious the defect of the rod 7, the greater its resistance, less current 12, less current 1z induced in

бмотке4, что отражаетс в показани х ваттметра 5.coil 4, as reflected in the meter 5.

Первый индуктор 1с возбуждающей обмоткой 2 и стержнем 7 ротора 6 представл - «т по существу трансформатор тока, число ЕИТКОВ первичной обмотки в 400-600 раз tольше числа витков вторичной обмотки (стержень ротора). Это позвол ет создавать Е контролируемом стержне токи величиной 200-600 А и вы вл ть дефекты, которые не г ро вл ютс при меньших токах. Стержень 7 ротора 6; второй индуктор 3 с обмоткой 4, замкнутой на токовую обмотку ваттметра 5, гредставл ет по существу тоже трансфор- N атор тока, который обеспечивает измере- I-ие величины тока, протекающего в стержне 7. При этом, чем больше сопротивление стержн 7 (более существенный де- с ект), тем меньше потери в меди, характеризующие состо ние стержн ротора 6, которые измер ютс предложенным устройством.The first inductor 1 with the exciting winding 2 and the rotor rod 7 is represented by - t is essentially a current transformer, the number of primary windings EITK is 400-600 times longer than the number of turns of the secondary winding (rotor rod). This makes it possible to create 200-600 A currents in an E-controlled rod and to detect defects that are not burnt at lower currents. Rod 7 of the rotor 6; the second inductor 3 with a winding 4, closed to the current winding of the wattmeter 5, essentially also represents a current transformer N, which provides a measure of the I-th magnitude of the current flowing in the rod 7. Moreover, the greater the resistance of the rod 7 (more significant defect), the smaller the loss in copper characterizing the state of the rotor rod 6, which are measured by the proposed device.

С помощью ваттметра измер етс произведение тока в измерительной обмотке 4Using a wattmeter, the product of current in the measuring winding 4 is measured

з Ка И. где Кг - коэффициент трансформации , на напр жение питани Ui Ki U2, где L)2 - падение напр жени в стержне; Кг - коэффициент трансформации, и косинус угла между ними:z Ka I. where Kg is the transformation coefficient for the supply voltage Ui Ki U2, where L) 2 is the voltage drop in the rod; Kg is the transformation coefficient, and the cosine of the angle between them:

Р з Uicos(l3.Ui)K И и2соз() К Ki К2P s Uicos (l3.Ui) K and 2 cos () K Ki K2

Измерени повтор ютс дл стержней ротора второй беличьей клетки.Measurements are repeated for the rotor rods of the second squirrel cage.

По результатам контрол всех стержней составл етс график показаний ваттметра 5 от номера стержн (см.фиг. 2). Нулевые показани ваттметра 5 свидетельствуют о разрыве стержн . Отклонение показани ваттметра 5 от среднего Рср, более чем на 50% в сторону уменьшени , свидетельствует о наличии дефекта в стержне, который может привести к разрыву стержн в процессе эксплуатации. Причем, чем меньше показани ваттметра, тем более существенным вл етс дефект.Based on the results of monitoring all the rods, a graph of the readings of the wattmeter 5 from the number of the rod is compiled (see Fig. 2). A zero reading of the wattmeter 5 indicates a broken rod. A deviation of the meter 5 from the average Pcp, by more than 50% in the direction of decrease, indicates the presence of a defect in the rod, which can lead to rupture of the rod during operation. Moreover, the lower the meter reading, the more significant the defect.

2525

Фор м у л а изобретени Устройство дл определени степени п )вреждени Стержней беличьей клетки ротора асинхронного двигател , содержащее в шагничивающую и измерительную цепи, ваттметр, намагничивающа цепь выполне- н i на П-образном индукторе, первый вывод oi мотки которого соединен с первым выводом источника питани , второй вывод которого и второй вывод обмотки П-образного индуктора соединены соответственно с пер- BiiiM и вторым выводами ваттметра, первыйSUMMARY OF THE INVENTION A device for determining the degree of damage to the squirrel cores of a rotor of an squirrel cage of an induction motor, comprising a wattmeter and magnetizing circuit in the stepping and measuring circuits i on a U-shaped inductor, the first output oi of which is connected to the first output a power source, the second terminal of which and the second terminal of the winding of the U-shaped inductor are connected respectively to the per-BiiiM and the second terminals of the wattmeter, the first

и второй выводы обмотки измерительной цепи соединены соответственно с третьим и четвёртым выводами ваттметра, о т л и ч а- ю щ е е с тем, что, с целью повышени точности определени повреждени стержней асинхронного двигател с двойной беличьей клеткой, измерительна цепь выполнена в виде трансформатора тока с замкнутым разъемным магнитбпрбводом, который устанавливаетс на контролирую мый стержень в месте выхода стержн из паза.and the second conclusions of the measuring circuit winding are connected respectively to the third and fourth conclusions of the wattmeter, which is related to the fact that, in order to increase the accuracy of determining damage to the rods of an asynchronous motor with a double squirrel cage, the measuring circuit is made in the form a current transformer with a closed detachable magnetic drive, which is mounted on a monitored rod in the place where the rod exits from the groove.

I 2 3 4 56 7.8I 2 3 4 56 7.8

Фиг.. 2.Fig .. 2.